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1、10KV高压开关柜原理1、环网柜概述f么叫环网柜环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供 电单元的电气设备,其核心局部采用负荷开关和熔断器,具有结构简单、体积小、 价格低、可提升供电参数和性能以及供电平安等优点.实际上,如果柜型根据开关设备分类,有负荷开关柜、断路器柜、GIS等,并无环网柜.环网柜是一个约定俗成的叫法,原指的是负荷开关柜用于环网式 供电,现在经常被人当作负荷开关柜的代名词,而不管是否被用于环网式供电, 如有些线路要合环运行俗称手拉手,或有可能进行负荷割接将一条线上 的负荷切换到另一条线上实现这些功能的配电柜就叫环网柜.故环网柜是一种能实现环网供电的开关设
2、备,常用于环网供电系统,故俗称环网柜,也称 户 外箱式环网柜、开闭器负荷开关柜可以用于环网式供电、中压分界室派接、中压末端变电室供电, 各地区供电部门对允许使用负荷开关加熔断器保护的变压器的规格要求不一,象 北京一般要求变压器容量不大于 1000KVA ,深圳地区可能是1600KVA 0负荷 开关柜构造简单,本钱较低,体积较小,多数可以靠墙安装,一般只有熔断器保 护而无继电保护.负荷开关柜主母线载流量一般小于等于630A,负荷开关额定开断电流一般小于等于 630A 少数到达1700A,变压器柜出线柜 额 定电流熔断器一般不大于125A ,高档负荷开关的转移电流可以到达 2800A. 局部负荷开
3、关柜可以安装专用真空断路器、SF6断路器或采用压气等灭弧方式, 短路分断水平接近或到达开关柜水平o环网柜用于分合负荷电流,开断短路电流及变压器空载电流,一定距离架空 线路、电缆线路的充电电流,起限制和保护作用,是环网供电和终端供电的重要 开关设备.k类环网柜根据气箱结构分为共箱式与单元式；根据整体结构分 为美式与欧式； 根据绝缘材料分为固体绝缘式、空气绝缘式与SF6气体绝缘式；根据户内外分 户内环网和户外环网.户外设计,体积小、免维护.巩固的内壳体和外壳体, 抗外力和防爆水平强, 外壳采用不锈钢或绿色箱 体.进出线电缆,通过全封闭预铸式电缆连接件,安装简单,连接可靠.电缆附 件采用美式欧式均可
4、.美式传统共箱式设计, 多路进出线在一个箱体中,结构紧凑,可靠性高.开关组合方式灵活.美式环网柜1.2,2.1共箱式欧式环网柜环网柜的壳体由独立的功能小室组成 ,主母线、负荷开关、组合电器单元 都独立成室；环网柜的充气隔室用3.0mm不锈钢板用氮弧焊焊接而成.负荷开 关及母线连接均密封在SF6气体里.组合自由,扩展方便.1.2.2.2气包式欧式环网柜独特的开关设计,使用不锈钢制成的负；荷开关壳体将柜体分为不同的小室.组合自由,扩展方便.负荷开关密封在 SF6气体里.壳体使用不锈钢经冷 锻压工艺加工而成,保证了产品的高质量.欧式环网柜本组成环网柜由一般由开关室、熔断器室、操动机构室和电缆室底架四
5、局部组成.开关室由密封在金属壳体内的各个功能回路包括接地开关和负荷开关及 其回路间的母线等组成.壳体由3㎜冷轧钢板或不绣钢板焊接而成. 每一个功能回路包括一台负荷开关和接地开关. 负荷开关是由垂直运动的动触头 系统和位于下端的静触头组成,开关合闸时,动触头向下运动,负荷开关接通. 接地开关由动触刀和静触刀组成, 在弹簧运动过程中,接地开关快速接通.开关 室上部和后部开有4个长方形装配工艺孔,环网柜的正面装有观察窗,可看到接 地开关的 分“、合位置.在环网柜的后部装有防爆装置.负荷开关采用压气内吹式结构,灭弧水平强,且不影响相问及对地绝缘,动、 静触头均带有弧触头,大大提升了开断次
6、数.熔断器与负荷开关室构成变压器保护回路,高压限流熔断器装于环氧浇注的 绝缘壳体内,熔断器熔断后,弹出撞针,负荷开关分闸.操动机构室位于环网柜正面,在每个功能回路中,负荷开关配有人力或电动储能弹簧操动机构,接地开关配有人力储能弹簧操动机构,面板上有分别用于负荷开关合闸操作和手动分闸旋转钮及接地开关的分、合闸操作孔,负荷开关分、合闸位置指示灯和电动分、合闸按钮,并设有模拟线、开关状态显示牌及加 锁位置,负荷开关和接地开关的操作具有联锁装置,以预防误操作.M号意义环网柜的型号应定义为：XGW/ND -12 F 或 F R Z630-20其中：X -箱式G -固定式W -户外N -户内F -主开关配
7、负荷开关F R -主开关配负荷开关一熔断器组合有的企业在最前面增加 “H；说明 环网的意思.疔手名 称住单位数据1题定电压kV12|2额定版率Hz03 1主母线额定电流A6304主回路、接地回路额定短时耐受电流KA/s20/25主同路、接地回路额定峰值耐受电流kA506主回路、接地回路额定短路关合电流kA507负荷开关满容量开断次数1 1008熔断器开断业流LA3L5(409Imin工频耐受电压有效值相间、对地/隔离断1】kv42/4810击电冲击耐受电压峰侑2相间.对地/隔离耐1 1kV75/8511二次网路Imin 1：频耐压kv212防护等级IP2X2、工作原理及结构环网作原理及特点环网
8、是指环形配电网,即供电干线形成一个闭合的环形,供电电源向这个环 形干线供电,从干线上再一路一路地通过高压开关向外配电.这样的好处是,每一个配电支路既可以从它的左侧干线取电源, 又可以从它右侧干线取电源.当左 侧干线出了故障,它就从右侧干线继续得到供电, 而当右侧干线出了故障,它就 从左侧干线继续得到供电,这样一来,尽管总电源是单路供电的,但从每一个配 电支路来说却得到类似于双路供电的实惠,从而提升了供电的可靠性.所谓 环网柜就是每个配电支路设一台开关柜出线开关柜,这台开关柜就是说,环形干线是由每台出线柜的母线连 环网柜.实际上单独拿出一台环网柜是看的母线同时就是环形干线的一局部. 接起来共同组
9、成的.每台出线柜就叫 不出环网的含义的.这些环网柜的额定电流都不大,因而环网柜的高压开关一般不采用结构复杂的断路器而采取结构简单的带高压熔断器的高压负荷开关. 也就是说,环网柜中 的高压开关一般是负荷开关.环网柜用负荷开关操作正常电流,而用熔断器切除 短路电流,这两者结合起来取代了断路器.当然这只能局限在一定容量内.这样的开关柜也完全可以用到非环网结构的配电系统中,于是随着这种开关柜的广泛应用,环网柜就跳出了环网配电的范畴而泛指以负荷开关为主开关的 高压开关柜了.环网柜一般由三个间隔组成,即2个 环缆进出间隔和一个变压器回路问隔.SF6负荷开关是近年来不少用户体会到的一种优良负荷开关,除电寿命
10、长,开断力强等与真空负荷开关有共同的优点外,其突出优点是容易实现三工作位接通、断开和接地,小电流电感、电容开断,抗严酷环境条件水平强.适宜 在城乡中压配电网推广应用.负荷开关是带有简单灭弧装置的一种开关电器, 使 用SF6气体作为绝缘和灭弧介质的负荷开关称为SF6负荷开关,它可以作为关合和开断负荷电流及过载电流用,亦可以作为关合和开断空载线路、 空载变压 器及电容器组等,凡具有接通、断开和接地功能的三工作位负荷开关, 都有结构 简单、价格廉价的特点.只是负荷开关不能断开短路电流.SF6负荷开关+熔断器组合电器是由 SF6负荷开关来承当过载电流此过载电流对 SF6负荷开 关来说仍在负荷开关额定开
11、断电流的范围以内和正常工作电流的关合和开断, 并且还要求承当转移电流的开断.而变压器高压侧的短路保护和过载保护由 高 压限流熔断器来承当.这时一组SF6负荷开关及三个带触发器的熔断器,只要 任何一个触发器动作,具联动机构会使负荷开关三相同时自动分闸.两者有机的结合起来,就可满足配电系统各种正常和故障下运行操作保护的要求.环网柜可分为户内环网和户外环 网,户内环网一般用于高压侧的配电,由进 线柜、计量柜、PT柜、变压器出线柜组成,对于用电要求较高的用户,进线必须采用双电源切换柜.户外环网一般用于城市电网,采用共箱式的 SF6环网 柜,这种柜型最大的特点是 防护等级高,可以做到IP67,适合用于户
12、外,并且 能短时间浸水.环网供电的方案一般采用一路环进,一路环出,两到三回做做出线回路,即 形成手拉手的环网供电模式.为保证供电的可靠性,连续性,采用两个进线供 电,这就形成了一个环.采用SF6负荷开关,3工位合闸,分闸,接地,分线 路,变压器.单独一个柜子构不成环网只有是三个柜子两进一出加上电源就构 成一个环.这可是最根本的环网供电了.为提升供电可靠性,使用户可以从两个方向获得电源,通常将供电网连接成 环形.这种供电方式简称为环网供电.在工矿企业、住宅小区、港口和高层建筑 等交流10KV配电系 统中,因负载容不大,其高压回路通常采用负荷开关或真 空接触器限制,并配有高压熔断器保护.该系统通常
13、采用环形网供电,所使用高 压开关柜一般习惯上称为环网柜. 环网柜除了向本配电所供电外,其高压母线还 要通过环形供电网的穿越电流即经本配电所母线向相邻 配电所供电的电流因此环网柜的高压母线截面要根据本配电所的负荷电流于环网穿越电,流之和选择,以保证运行中高压母线不过负荷运行.目前环形柜产品种类很多,如 HK-10、 MKH-10、8DH-10、XGN-15 和 SM6 系列.环网柜安装简单,箱体占地面积少,可方便的安放在街道两侧、居民小区、 城市绿化带中,因而广泛应用于工业园区、街道、居民区、繁华商业中央等作为 接受和分配电能之用.户外环网柜一般采用真空开关作为开断装置, SF6气体共箱式绝缘,
14、结构紧 凑,占地面积小,外形美观,可与周围环境协调配合.由于采用了全密封、全绝 缘理念,RVAC环网柜内所有开关局部,含所有高压带电体及机构局部完全密封 于主箱体内,不受凝露及外界污秽环境影响；主箱体防护等级可达IP67,配备户外环网柜柜体组成即其声fdWPM. 彳料同断事样内看 立唱等福雷禹 村息.即叵力 M1FXOIlME IMK工.山国“i所* 气田力|金一牙祠上.亮办 ftitia *11 ,小.提前 .直.七事用揖工况号二*才气 力三0手41,雪三在胃一*用,塾*T力 mirii *鼻网-*1 注逢,声旧事天M /帽工Rq畀/鼻升 嫉事通由F空E点也阳H - /fHf3B *,/ 口
15、用胤LTitl rg nfirem 阳m,更窿炉THm置匡也立0 中ftrtu umMiv, pm日利卡不卬.+ -w中 rxnfiffli.开关柜结构开弟期开关和里国并关盛豺在兄鞋S*一阴的气室中.再台P 出国力嘉愣 底港野里.m关闫转内装与一个三工及向整石关.黄有弁关的 外号狗阵苑笥星洪连而6L充六牝胃SF6气博内地媒介员.在畀律上 港骨强森里*负胃科美JZ可福15百户变求口没,体汗刀技,母妙泊席;岳母空在可一才:芈血上.后住胃用酰!哺二耳 隹体同理陨掰阡不铤闾RL正融蕤性.展将给与修路器直接.岫需要可先装电通互电超利 电廉第慝源,理间I可6两种批导的断第!St SFMti笠有向式保护集置
16、和情嬲情黑悬I不需鬟1*曲电寰.SF1,融月中含保手瞪电曾和糅J1的喈典邕,9SMWig.余峰机构闽J1L修骨隔工并案一 星暮知施应并关切履憔机担.并唯旨示 电恒黑昨知置.由可空装壁比利鼻性机啊.理*摩狞曲WL集行像在妈惭宣,壁电限沪盘.ffi+LStW,假设阉爆 目枳停够.可表柜睨整暇一牛健里同.断路器柜结构1负荷开关负荷开关具有一定的带载分断水平,也就是说在轻载时是可以带电拉闸的, 但不可频繁操作,一般的负荷开关都带熔断器,且其灭弧水平强于隔离开关.2隔离开关当断路器断开电路后,由于隔离开关的断开,使有电与无电局部能得到明显 的隔离,起辅助开关的作用.由于断路器触头位置的外部指示器既缺乏直
17、观,又在有些情况下不能保证它 的指示与触头的位置相一致,所以用隔离开关把有电与无电局部明显的隔开是必 要的.止匕外,隔离开关具有一定的自然灭弧水平,常用在电压互感器和避雷器等电 流很小的设备投入和断开上,以及一个断路器与几个设备的连接处, 使断路器经 过隔离开关的倒换更为灵活方便.3断路器能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承 载和开断异常回路条件下的电流的开关装置.4接地开关主要用于设备的检修,为了预防检修过程中忽然来电,因此必须将检修设备 的两端都接地.高压配电柜的接地开关,一般为输出负荷侧接地,当我们检修高压配电柜负 荷侧时如：紧固螺栓、拆装电缆等,就要分断开
18、关,同时合上配电柜的接地 开关,这样可以预防忽然来电引起触电事故, 另外可以放尽剩余电荷,有利于检 修平安.负荷开关相 K中元K1单元标庵楼统寸iSOOmm ff 4120lt.,t Ki吃将事地刀胜道雄中?.1.标准配置3工位黄荷开关及后力表 弹簧操作机啊主电线带电组示器五防骁锁操作手柄电缢固定架可r方案flJPT左.右母线联络电电操作机构短路故障指示器负荷开关柜审箫悔 it 妹语心氏77 375IflSG- I GOmm 1 9 1N,kq标；t闻蕾3工位负荷开关及压力表接地开关熔勘器F端熔断器安装架弹簧操作机构主母线带也指示器五防联锁操作手柄电装支架可选方案左、右讲出境电动操作机构电动分
19、励脱融双电望出线短路故障指示器PI方案带涧雷器负荷开关熔断器组合电器柜片普信打 VT TI -.*括,电国可 “皿!*- OTHIJ口fde .口独寸标准配置 真空断路器 隔离开关 电流比感器 主因绳 接地开关 群费操作机构 带电指示器 五防联戢 操作手柄 电缁支架 可选方案左右母线嵌络 电动操作机构 保护穿电器短解故辑指示器断路器柜K不秘,4寸ibUkg林灌配电磁口恸带电闭锁PT 可自携PT保护帽针CT 可自选计去计?可自诜带电指小器电压装电源表 转换开关可选方案电度蠹关U仪 加渊除湿器 计量/电压互感器柜相体打镒五个相互更缰的田底开耍回返:.不敢和/史隔苦开犬图作支全看电以旗方面聚保证：用
20、喳柜抄底5个电度甲?剪回品歌赛以相电搂-可癌*. *rE5ff睦祚喻便里昨机无中在a年属峰内r弼霆装回漫作却笈声而虻用怔升夜代用说同元在僧仃力副宁分唠用作1局可腰的iiHifiW如航聚美柞心善,0S直航 了力,合同措航境中巴维与M城釜税的电气出度时正鹏E龙龙里正抻关蜘国开关间隔开关或隔离开关母线间隔开箱检查开箱前,应对环网柜的包装及运输 过程中有否损伤进行检香； 开箱应在干臊不受淋雨的场所进行; 拆箱时注意保护产品,避兔损伤; 开箱后,应及时进行外观检查,a 音各元件旨无破损J有无进水或严 重受勤现象.检查压力衷指示是否 正常,检查配件是否与装箝单或订 货单相符.接线间隔断路器Im m m 操
21、作结构间隔限制与保护间隔SF6气怖SF6r悻计为SWK负距开关；面取颛典绛和虎弧 介展*开关和断路喜艇头祓溜八符合IEC6271玳定 的医力腔室内,使51版开关有以下良据缶性能 使用寺由长 他泉免陞沪 津蚱过电压低 犁忤安生三相旋转式触头被装入一个充赢SF6气体.相对II力为0 4b的与的气室内.豫作性能优良,平安可靠,密封性PSRSFe瓯符合、密闭压力系统标准3F我密封性能已在厂内检过理作平安_开关有“闻台.修研JF 1t族地里三种位置.具有询锁功能,可触谀 操作.由龚黄楮能机构驱动触头转劫.不受人为操作因素的影痢, 有“妙BT和隔普切能.SF6接地开关短路关合水平符合标赛要求.事放情况下.
22、过U的SF6气阵冲破平安隔膜后压力下隆,/阵直展床旧柜 体后制.保证平安.,开断原理SF6气阵具有优良的灭犯性影.外同时.其电犯和气体之间产生相对运动煨 火电诅,当期静触头别离时,电靠出现在永久稚狭所产生的电磁场中.并和 电弧作用使电翅绕粉触头旄转.电孤12长井依靠SF6气体使其在电流过卷时 捻灭动静触头间的距离足以承受恢夏过电压.该系统筒单可靠,触头度搂 提少,电气寿由长.Ruarc SFset t 断薜器松五成康电民护和传手器的兮日解断跟器或SF1断点器Fluarc SFset ffl SF1新路需三相融兴的三个气亘与操作机构相连,P内充 满3F6气体、相对压力为05g凡 断金器操作方便.
23、平安可靠.密封性充满3F6气体的气室满足符合“密闭压力系统标准要求.其密封性脂在厂 内检含操作平安挈放时.过压的SFG一阵冲破受全隔膜降低气压.开断原理断8S器采用自动压SSSF6气体的天变战理, 8F6的性的和火弧技术可弹少量 柞过电压.预压能焦决群开朝间.活塞将SF6气体压入压力星.连锁机构联锁构联颁机构符合旧C2船和HN64S41勇商开关柜柜门关上开关离开授地位M后.方可进行合网操作.开关分司后.胃爱接均.开关报S3后1王柜翻开柜门.汀开柜门把开关锁定在分函位置后,才能操作接姻开关做试箕.一曲塔希伯断躇器分闸,柜门关上,才能操作隔离开关; 隔离开关断开.才能闭台接班开关,翻开柜门的条件工
24、断路器处在断开位置.1隔离开关断开位置二C接地开关闭合位置.注：新指春空载工作时,可招隔离开关锁定在断开位置,除联锁机构外.每个痛离开关和开关包括.挂锁功能不提供挂锁4个钥匙锁机械联锁切境目的上M只用蜩肉开关柜锹定在,面开.fit时,JWI加编事图并无刁能阖合. 胃预防防干开关网町间台.印本悔拜我奉H定在髭歼位,山防强兄一性的挑的拜关闭含.侦磐或H导孑青t 2r工+!工*可口忸匕周至俳尢一 M明工k*inu.中中底用世得施19 次立台X LHAH.性,用L不校】,史自或KS印册本,沪玩刘才比胃 *科电印编值首向?序日及餐.可原噌茶 由小电左赧赫,4 管电总任抖 H小稠奇 DC2V微机保护备电椅
25、承电 可纪事在鼻蠹北的需整礼上,内漏L/匕知林者网 年正乂出晶尚店电.连狗小举5?阻R等段用.警 娜寸一盯塞电立捂. 司式配冷文常电翼小曷.例二次粮相孔.带电显小器9 可安鹏函电爷见第霸厘北上 再也旧诏鼻的修辑也海,用也为赤石峥,也业国君正在 3二1状态】.以量操作人员迷空:ft ft t Ki 故*停电附就,择供电时制胃、Wllttfi. 加示m同日m胃拉. 司送配之酎H率牌/个ti.网津幅隅相旱做厚空 薇故障显示器 黑角授,加信隹感需聿泣利寻鼻乱用常.科隅过为热制来保才环境的德才忖.温湿度限制器HWI混 OSH丹为曜里 啾曲姆半酬商?讨S隘一 (375a3宙陈阳海屈漏寻一.375 三B沼田
26、隘雄孱藤q5Rs8 m3一专用柜己电自动化自动化图10KV系统的配网的监视限制的自动化治理,优化城区配网结构,合理高效用 电治理,事故的及时预和故障的及时处理.环网柜及其DTU终端是配电自动化的根本单元,是构成整个配电自动化系 统的重要组成局部.自动化柜1实时监测运行工况远方监视和限制电环网柜.远程监测线路的负荷,实时掌握各支线、分段线路的负荷情况,及时发现重 超载线路,提升电网规划的精益化水平.2遥控功能使用减轻班组现场倒闸操作工作量,减少倒闸操作时间,操作时间由原来2.5小时将为0.5小时.对热备用的线路联络开关的操作实现了负荷的快速转供,实现了配电网网络运行方式快速、灵活调整.3 FA功
27、能线路故障引起跳闸后,主站根据终端遥测信号判断故障区域并自动隔离故障.故障查找时间由大约2小时缩短至2分钟左右.供电可靠性由原来99.96%提升至99.997% .nnn4、操作维护例如1输及贮存运输过程不允当有强烈震动,不允许倒I “置、翻滚开关运输开箱检查开箱前,应对环网柜的包装及运输 过程中有否损伤进行检香； 开箱应在干臊不受淋雨的场所进行; 拆箱时注意保护产品,避兔损伤; 开箱后,应及时进行外观检查,a 音各元件旨无破损J有无进水或严 重受勤现象.检查压力衷指示是否 正常,检查配件是否与装箝单或订 货单相符.开箱检查饮装及试验存放地点应存放任通风良好,并能预防 各种有善气体侵入的场所,
28、严 禁与化学药品、酸碱及蓄电池 等保丽T;库里.贮存用田弟野美口总地,MRMP 1*0 5 Jt更横irznn-izJDZ 10中电同事*DXFl 1?HV|W5 1 J/4开了尺寸室, , - p:由 T I A I i Y I Y 4中*谢日现41潮蛾 庖E 喝必赶1111AODlNOO kX900X2000环网柜配电方案a.安装使用说明书；b.所选用的主要电器元件的说明书;c.产品合格证；d.产品出厂试验记录；e.装箱单；f.环网柜排列图、二次接线图.安装与调试地面根底施工应符合电力建设施工及验收技术标准中的柜与槽钢连接的规 定.安装时按环网柜先后顺序排列在地基的槽钢上,将柜体靠紧,并用
29、螺栓固定 旋紧,柜面应排列整洁,柜顶与屋顶的距离应大于600mm o环网柜底部设有电缆接线端子,将三芯电缆或单芯电缆压接上接线端子,并 与环网柜的接线端子连接后用螺栓拧紧.各柜的母线室内装上主母线,并用螺栓固定旋紧,在固定的搭接面上需经表 面搪锡处理.环网柜的主接地与配电室的接地线连接,该连接应能承受短路引起的热机械 应力,能保证接地回路的连续性.安装完毕后,将开关元件及防误操作机构进行 5次分、合闸,如未发生异常 现象,那么认为开关机械操作正常.试验外观检查主回路电阻测量机械操作和机械特性测量试验绝缘电阻试验主回路1min工频电压试验保护装置试验兰遥检测自动化环网柜互感器试验蓄电池试验维护1
30、 .环网柜在以下情况下进行检查：1满负荷操作100次后,应对负荷开关的主回路电阻及绝缘水平进行检查, 并视情况可送制造厂大修；2无负荷操作10000次后,应对负荷开关的机构特性和机械操作进行检查.2 .定期记录SF6气体压力表指示数据,并根据SF6气体状态曲线,视情况及时 补气,正常情况下不补气时间为15年.3 .定期检查环网柜是否有不正常情况,一经发现请及时采取举措.4 .运行人员应熟悉环网柜的所有局部,包括结构性能及安装等.4.2.5.1送电前检查应全面检查环网柜的所有元件的电气性能、绝缘水平、接线正确性及防误操 作的可靠性,检查后认为完好,接通电源,观察指示仪表的工作情况,假设正常, 可投入运行.5 .2.5.2正常运行时负荷开关应在合闸位置,接地开关处于分闸位置,前门板处于闭合状态.6 .2.5.3电缆故障时应先分闸该柜内的负荷开关,此时,可翻开前门板入内检修.上部主母线处 于带电状态,熔断器假设需更换,仍按上述操作顺序进行.